EP0504218B1 - Verbesserungen bei aluminiumlegierungen - Google Patents

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EP0504218B1
EP0504218B1 EP91900307A EP91900307A EP0504218B1 EP 0504218 B1 EP0504218 B1 EP 0504218B1 EP 91900307 A EP91900307 A EP 91900307A EP 91900307 A EP91900307 A EP 91900307A EP 0504218 B1 EP0504218 B1 EP 0504218B1
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billet
annealing
grain
sheet
weight
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EP91900307A
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Kevin Michael Gatenby
Ian Graham Palmer
Roger Grimes
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Rio Tinto Alcan International Ltd
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Alcan International Ltd Canada
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/057—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with copper as the next major constituent

Definitions

  • a manganese-containing alloy was made according to the present invention.
  • composition A of Table 1 An ingot having composition A of Table 1 was cast by direct chill casting and then stress relieved followed by homogenisation at 540°C.
  • the ingot was hot rolled to a blank 4 mm thick and then annealed for 8 hours at 300°C.
  • the blank was then cold rolled to 3.0 mm thick and annealed again at 300°C for 8 hours.
  • the blank was then cold rolled to 1.6 mm thick and solution treated in a salt bath for 10 minutes at 530°C and water quenched. After planishing and stretching by 2% the strip was aged for 24 hours at 150°C.
  • This alloy had good mechanical properties but, for the reasons mentioned earlier, it is sometimes preferable to avoid Mn additions. Fatigue properties were found to be superior to a clad 2024 alloy tested under similar conditions.
  • Example 2 An ingot having the composition B in Table 1 was cast and then hot and cold rolled as described in Example 1 above.
  • the grain size and mechanical properties of the finished sheet are given in Table 2.
  • Samples of the salt bath recrystallised material from Example 4 were then cold rolled to a range of reductions including 5% and 12%. The samples were then annealed in a salt bath for 30 minutes at 530°C. On examination of the grain structure, it was found that the sample rolled 5% exhibited excessive secondary grain growth whereas the samples rolled 12% or more showed fine fully recrystallised grain structures.
  • the Example shows that the second recrystallisation can be induced after lower strains than the first recrystallisation.
  • the thickness used was 0.100" (2.54 mm).

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Claims (18)

  1. Verfahren zur Herstellung von Tafel- oder Streifenmaterial mit verbesserten Kaltwalzeigenschaften, auf Wunsch mit verbesserter Beschädigungstoleranz, umfassend die folgenden Produktionsschritte:
    (a) Bereitstellung eines in einem für Warmwalzen geeigneten Zustand befindlichen Blocks einer Legierung der in Gewichtsprozenten ausgedrückten Zusammensetzung: Lithium 1,9 bis 2,6 Magnesium 0,4 bis 1,4 Kupfer 1,0 bis 2,2 Mangan 0 bis 0,9 Zirkonium 0 bis 0,25 mindestens ein weiteres körnungsregelndes Element 0 bis 0,5 Nickel 0 bis 0,5 Zink 0 bis 0,5 Aluminium Rest (ausgenommen zufällige Unreinheiten)
    worin die anderen körnungsregelnden Elemente ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Hafnium, Niobium, Scandium, Cerium, Chrom, Titan und Vanadium, und worin zumindest eines der Elemente (i) Mangan, (ii) Zirkonium und eines (iii) der den anderen körnungsregelnden Elementen vorhanden sind,
    (b) Warmwalzen des Blocks zur Herstellung einer zum Ausglühen geeigneten Zwischenform,
    (c) Ausglühen der Zwischenform unter Auslassung eines Lösungsglühungs-Zwischenschrittes bei einer Temperatur von 270 bis 350°C und über einen Zeitraum von mindestens vier Stunden,
    (d) Kaltwalzen der ausgeglühten Zwischenform in einem Ausmaß, welches ausreicht, eine im wesentlichen vollständig rekristallisierte, darin in Verlauf von Schritt (e) zu bildende Körnungsstruktur zu verursachen und eine Tafel oder einen Streifen der gewünschten Dicke zu erzeugen, und
    (e) rasches Erhitzen und rasches Abkühlen des kaltgewalzten Tafel- oder Streifenmaterials zur Erzeugung einer im wesentlichen vollständig rekristallisierten Körnungsstruktur darin.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Block gegossen ist und in einem für das Heißwalzen geeigneten Zustand bereitgestellt wird durch:
    (1) Erhitzen des gegossenen Bldcks auf eine Temperatur und über einen Zeitraum, die ausreichen, innere Spannungen im Block abzubauen, welche durch dessen Abkühlen und durch die Aushärtung vom geschmolzenen Zustand verursacht sind,
    (2) Erhitzen des entspannten Blocks auf eine Temperatur und bei einer Erwärmungsrate und über einen Zeitraum hinweg, die ausreichen, im wesentlichen alle Phasen im Block mit einem niedrigen Schmelzpunkt ohne Schmelzen aufzulösen und einen homogenisierten Block zu erzeugen.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, einschließlich des Schrittes einer Abkühlung des entspannten Blocks zwischen den Schritten (1) und (2).
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Legierung Lithium in einer Menge von 2,25 bis 2,45 Gewichtsprozent enthält.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Legierung Kupfer in einer Menge von 1,10 bis 1,30 Gewichtsprozent enthält.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das körnungsregelnde Element Zirkonium ist und in einer Menge von 0,05 bis 0,10 Gewichtsprozent vorhanden ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, worin das Zirkonium in einer Menge von 0,05 bis 0,07 Gewichtsprozent vorhanden ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Legierung Magnesium in einer Menge von 0,8 bis 1,2 Gewichtsprozent enthält.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Legierung Mangan in einer Menge von bis zu 0,5 Gewichtsprozent enthält.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Ausglühschritt (c) über einen Zeitraum von 8 bis 16 Stunden ausgeführt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Ausglühschritt (c) bei einer Temperatur von 270 bis 325°C ausgeführt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, einschließlich der Schritte des Wiedererhitzens und auf Wunsch Warmverbreiterns des homogenisierten Blocks während des oder nach dem Warmwalzen des Blocks in Schritt (b).
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem mindestens ein Zwischenausglühschritt während des Kaltwalzens der ausgeglühten Zwischenform in Schritt (d) enthalten ist.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Erhitzen des kaltgewalzten Tafel- oder Streifenmaterials des Schrittes (e) in einem Salzbad ausgeführt wird.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Abkühlen des erhitzten, kaltgewalzten Tafel- oder Streifenmaterials des Schritts (e) unter Einsatz einer Wasserabschreckung ausgeführt wird.
  16. Verfahren nach einem der vorhergehende Ansprüche, worin das rekristallisierte Tafel- oder Streifenmaterial erneut rekristallisiert wird, indem nach Schritt (e) erneut entweder Schritt (c) oder Schritt (d) und dessen Folgeschritte durchgeführt werden.
  17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin nach dem Schritt (e) das Tafel- oder Streifenmaterial gestreckt und/oder planiert und dann unterhärtet wird.
  18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Warmwalzschritt (b) bei einer Temperatur zwischen 535 und 545°C ausgeführt wird.
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